El doctor Peralta es asesinado. Todas las sospechas del oficial Stevenson recaen sobre Terry Collins, quien habría pasado la noche con él. Pero la joven dispone de una coartada sólida. Es entonces cuando Stevenson descubre que Terry tiene una hermana gemela, Ruth, con quien intercambia a menudo su identidad y su rutina. Para ayudarle a dilucidar el misterio, el policía recurre a Elliott, psicoanalista experto en dualidad que lleva a cabo una serie de experiencias aparentemente científicas con las hermanas.